虽然以光化学的方式自由地产生期望的碱基是理想的,但如上所述,此前几乎都是脂肪族1级、2级胺等弱碱基。为了提高光阴离子硬化材料的灵敏度,通过光化学方式生成强碱基,提高碱基催化反应效率也很重要。
笔者等人首次发现,羧酸盐5、6和7通过光照产生高效(量子收率Φ=0.6~0.7)的游离碱基(图8)。量子收率定义为Φ=(分解的分子数)/(分子吸收的光子数)。光化学的大原则是“吸收1个光子”发生“1个化学反应”,因此量子收率的最大值为Φ=1。现有的光碱基发生剂的量子收率仅为Φ=0.1,由此可见,笔者的光碱基发生剂是多么高效。如果使用笔者开发的这些新型光碱基生成剂5、6和7,就可以从脂肪族胺等弱碱中自由高效地生成氨基嘧啶、鸟苷、磷酸盐基等强碱基。另外,5、6在光产生碱基的同时会产生二氧化碳,而7由于不会产生气体,所以对密封系统的光阴离子硬化很有效。
实际上,为了展示高效生成强碱基的优越性,进行了如下实验。环氧单体(EX-614B:长野县cemtech株式会社制造的deancall EX-614B)和硫化物单体(PE-1:昭和电工株式会社制造的camlens MT在PE-1)组成的反应性树脂中添加6g光碱基生成剂制成涂膜(图9),将波长为365nm的光照射规定量后,涂膜在室温下立即硬化,铅笔硬度为3h~5h(图10)。另一方面,使用产生弱碱环己基胺的6a,涂膜没有发生硬化。由此可见,要实现室温下的光阴离子硬化,必须利用高效生成强碱基的光碱基生成剂。在OHP薄片上制作了同样的涂膜,照射365nm光,得到了透明且几乎看不到体积收缩的硬化膜(图11)。通过光自由基硬化制成的硬化膜体积收缩显著,而光阴离子硬化系统几乎没有体积收缩,性能极为优异。使用光碱基发生剂5、7的系统也得到了同样的结果。
另外,作为不伴随室外气体发生的光强碱基发生剂的其他例子,还有能产生有机强碱基鸟苷的Sun等的四苯基硼烷酯。据报道,量子收率为Φ254=0.18,虽然效率不高,但非常有趣。